La luce nera fa riferimento alla tipologia di luce, oppure alla lampada che la produce, il cui spettro è al di sopra dello spettro visibile.
Funzionamento e generazione di luce nera
La convinzione popolare è che le luci nere fanno risaltare i colori bianchi. Anche se questo accade ed è un fenomeno che quasi tutti hanno visto, ad esempio in una discoteca, questa luce in realtà mette in evidenza i colori ed i materiali fluorescenti.
La situazione sui vestiti bianchi oppure sulle scarpe in colore bianco è che alcuni di questi prevedono il poliestere tra le loro materie.
Come fare per ottenere luce nera?
- La prima tecnica, consiste nel filtrare la luce generata bloccando la maggior parte dello spettro visibile. In questo modo, viene propagata solo la luce ultravioletta. Questi tipi di tubi LED oppure lampadine nere hanno un caratteristico bagliore violaceo molto debole. Sono spesso indicati come lampade BLB (Blacklight Blue) anche se non hanno questo colore in nessun momento.
- La seconda tecnica consente la generazione della luce ultravioletta, ma senza nessun filtro. In questo modo, le lampade hanno un bagliore blu, il quale è sempre più intenso, e la loro designazione è BL (Blacklight).
Luce di Wood
Questo tipo di vetro è tradizionalmente utilizzato per filtrare la luce nelle lampade a luce nera.
Sviluppato da Robert Williams Wood nel 1903, questo vetro elimina la parte visibile della luce, lasciando passare gran parte dell’ultravioletto e la maggior parte della luce infrarossa.
Tipologie di luce ultravioletta
La luce ultravioletta si può ottenere con diverse tecnologie come la fluorescenza, l’incandescenza oppure il LED… e molte altre ancora.
Fluorescenza
Vengono fabbricati nello stesso modo e con le stesse caratteristiche dei tubi convenzionali. La differenza è che viene utilizzato un fosforo che emette luce UV invece di luce bianca.
Il fosforo utilizzato dipenderà dalla gamma di lunghezza d’onda desiderata della luce. I più comuni sono il fluoroborato di stronzio (SrB4O7F:Eu2+) o il borato di stronzio (Sr3(BO3)2), entrambi cosparsi di europio per la luce tra 368-371 nm, mentre per 350-353 nm il fosforo è ottenuto cospargendo di piombo il silicato di bario (BaSi2O5:Pb+).
Incandescenza
La luce si ottiene semplicemente filtrando la parte visibile per mezzo, ad esempio, del vetro di Wood. È stata la prima tipologia di sorgente luminosa nera progettata.
Non è da stupirsi che, nonostante si tratti di una luce molto economica e facile da produrre, così come un tipo di luce estremamente inefficiente.
Vapore di mercurio
Si possono produrre lampade a luce nera ad alta potenza. Non usano nessun fosforo per emettere la luce, in questo caso si usa la radiazione luminosa generata dal mercurio ad alte pressioni (da 500 a 1.000 kPa) nella banda 350-375 nm.
Le lampade risultanti producono più radiazioni UVA per watt rispetto alle lampade fluorescenti.
Luce LED nera
La luce nera è anche possibile generarla con alcune tipologie di LED, anche se di solito non è inferiore a 380 nm.
In questo modo, si ottiene una radiazione a bassa energia dove c’è parte della luce visibile.
Utilizzi della luce nera
Questa tipologia di luce ha molti utilizzi, la maggior parte delle quali si basa sul fatto che è in grado di rivelare la presenza di materiali fluorescenti. Nella maggior parte dei casi, tali materiali rimangono invisibili anche se esposti alla luce UV convenzionale, perché la luce visibile che emettono “copre” il debole bagliore che generano.
Tra i suoi diversi utilizzi, possiamo evidenziare i seguenti:
Autenticazione degli oggetti
Si tratta di uno degli usi più comuni. Lo vediamo soprattutto sulle banconote, oppure sui documenti come i passaporti.
Questi oggetti di solito includono una banda oppure un disegno che si illumina quando è esposto alla luce UV. A differenza della carta comune, viene fabbricata senza l’utilizzo di sbiancanti ottici che reagiscono anche alla luce nera.
Inchiostro invisibile
Un classico dei film di spionaggio. Questo inchiostro fluorescente rimane nascosto se non è esposto alla luce giusta.
Si usa anche nei locali notturni o negli eventi per segnare un marchio oppure un disegno, sul polso dei partecipanti. In questo modo vengono identificati all’uscita, permettendo a loro di rientrare senza dover pagare nuovamente.
Biologia molecolare
A causa della capacità di alcuni materiali al fosforo di legarsi a certe sostanze come il DNA, questa luce li rende più facili da visualizzare.
Riparazioni e manutenzione
È anche comunemente usato per ispezioni non invasive, ad esempio sugli elettrodomestici.
Un utilizzo molto comune è quello di rilevare una perdita nel circuito di un frigorifero. Al refrigerante viene aggiunto un colorante UV che, quando il sistema viene avviato, rivelerà qualsiasi problema nella distribuzione, che si tratti di una piccola crepa su un tubo così come ad esempio una guarnizione mal sigillata.
Controllo degli insetti
Le tipiche lampade blu sono molto utili per combattere mosche e zanzare che attirano agli insetti e li eliminano.
Avvelenamento causato dall’antigelo
La maggior parte dei produttori di antigelo aggiungono un colorante fluorescente al glicole etilenico, il suo componente principale.
Il glicole etilenico è una sostanza incolore, inodore e dal sapore dolce. Questo incoraggia il consumo accidentale, specialmente da parte dei bambini e degli animali. Grazie a questo colorante è facile da rilevare nelle urine oppure in altre escrezioni.
Utilizzi medici
Gli utilizzi nell’ambito della medicina, specialmente nella dermatologia, sono molto vaste e alcune delle quali sono le seguenti:
Sterilizzazione
Può utilizzare la luce UV per impedire la riproduzione di certi microrganismi (batteri, virus e funghi), eliminandoli senza lasciare residui. È anche comune vedere tali dispositivi nei bagni pubblici come d’altronde nelle piscine.
I tubi germicidi sono utilizzati per disinfettare e sterilizzare le cabine di lavoro dei laboratori, le superfici negli ospedali, gli strumenti sanitari, le mascherine, le indagini batteriologiche, i processi farmaceutici, i sistemi di condizionamento e le celle frigorifere.
Un altro importante campo di utilizzo è la disinfezione dell’acqua potabile, delle acque reflue, la purificazione di piscine, fontane e stagni, poiché impedisce la formazione di alghe.
Diagnosi delle infezioni
Si usa soprattutto per diagnosticare le infezioni di origine fungina o batterica, la più comune è quella dei batteri che causano l’acne e che brillano sotto la luce nera con un colore arancione.
Luce Blu
Spesso chiamata comunemente come “luce per la bilirubina”, con questo nome ci si riferisce a un tipo speciale di luce blu utilizzata nelle fototerapie per combattere l’ittero nei neonati..
Questa circostanza, che può avere gravi conseguenze, è caratterizzata da un ingiallimento della pelle e degli occhi causato da un eccesso di bilirubina.
Individuazione delle malattie
Oltre alle infezioni, come abbiamo indicato, può essere utilizzato per rilevare altri tipi di problemi medici come la sclerosi tuberosa.
Sicurezza della luce nera
Come abbiamo già detto, la luce nera non è altro che una radiazione ultravioletta. All’interno di questo possiamo distinguere tre gamme UVA, UVB, UVC, poiché si allontanano dalla luce visibile e la loro lunghezza d’onda si riduce.
Anche se il tipo di luce generato è principalmente UVA, che è più vicino alla luce visibile e porta meno energia, una certa luce nella gamma UVB può essere irradiata e quindi deve essere filtrata in modo appropriato.
La luce UVA è la più sicura delle tre, ma non è innocua. In effetti, si differenza per l’alta esposizione a questa tipologie di radiazioni ed è dannosa per la pelle. Invecchia la pelle, distrugge la vitamina A, danneggia le fibre di collagene e può causare alcuni tipi di cancro come il melanoma.
È importante notare che il basso wattaggio delle lampade a luce nera non è sufficiente a causare questo danno, ma ci sono casi in cui la sovraesposizione attraverso l’abuso, come ad esempio le cabine UVA, potrebbe essere molto dannosa.
Come fare luce nera “fai da te”
Si potrebbe comunque sperimentare un po’ con questo tipo di luce e considerare la creazione di una luce ultravioletta fatta in casa. Diamo un’occhiata ad alcune idee semplici con le quali possiamo sperimentare:
Torcia ultravioletta con uno smartphone
Un consiglio molto semplice per creare una lanterna di luce nera con il tuo cellulare e che non richiede elementi complessi. Tutto ciò di cui abbiamo bisogno è del nastro adesivo trasparente ed un pennarello indelebile blu.
- Per prima cosa metteremo un pezzo di nastro adesivo sul flash del cellulare e lo dipingeremo con il pennarello indelebile blu.
- Poi aggiungeremo un secondo pezzo, lo coloreremo e così via fino ad avere cinque strati sopra la luce del flash.
- Questo elimina la maggior parte della luce visibile emessa dal flash, tranne la più blu e parte dell’ultravioletto.
Lampada ultravioletta “fai da te”
Per questo avremo bisogno di una lampada con una lampadina, preferibilmente LED perché emettono meno calore, che è equivalente a 100W.
Per costruire il filtro useremo la base di una bottiglia di plastica blu (tipo BrioBlue) e sulla quale aggiungeremo altri strati di plastica blu (ad esempio altre bottiglie).
Il risultato servirà per incapsulare la lampadina e ottenere un effetto simile al precedente.
Anche se questi progetti di luce ultravioletta fai da te non emettono quasi nessuna luce nella gamma UV, illumineranno l’inchiostro dei segni fluorescenti e altri materiali, così come la maggior parte dei pesci fluorescenti che abbiamo se li usiamo per illuminare un acquario. Quindi funzioneranno per la maggior parte delle persone che hanno bisogno di una fonte di luce nera.